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JP4247798B1 - コネクタ構造 - Google Patents

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JP4247798B1 JP2008128331A JP2008128331A JP4247798B1 JP 4247798 B1 JP4247798 B1 JP 4247798B1 JP 2008128331 A JP2008128331 A JP 2008128331A JP 2008128331 A JP2008128331 A JP 2008128331A JP 4247798 B1 JP4247798 B1 JP 4247798B1
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Abstract

【課題】接続部の低背化と省スペース化を実現でき、衝撃や振動を受けてもメスコネクタとオスコネクタが分離しないフィルム状コネクタ構造を提供する。
【解決手段】メスコネクタBのフレキシブル回路基板Bに内蔵されているメス端子部に挿入されたオスコネクタBの接続ピン9が、メス端子部3のパッド部と圧接することにより導通構造が形成され、またメスコネクタBのフレキシブル回路基板Bに固定された切り欠きリング体14に、オスコネクタBの柱状突起15が挿入され、切欠きリング体14の弾性変形に基づく復元力で柱状突起15が保持されて、メスコネクタBとオスコネクタBが結合されている。
【選択図】図17

Description

本発明はコネクタ構造に関し、更に詳しくは、フレキシブル回路基板を用い、めっき技術とフォトリソグラフィー技術を適用して製作されたメスコネクタとオスコネクタを用いたコネクタ構造に関する。
近年、各種の電気・電子機器の小型化、薄型化、軽量化、多機能化が急速に進んでいるが、とくに携帯電話、フラットパネルディスプレーや各種モバイル機器の分野では、薄型化をめぐる各社の競争がし烈になっている。このような動向は、当然のことながら、これら電気・電子機器に組込まれる回路基板に実装する各種の電気・電子部品に対しても小型化・薄型化への要求を強めている。
そして、回路部品間を中継するコネクタに関しても、その小型化、薄型化が要求されているのであるが、コネクタの場合、その小型化はコネクタ端子間の狭ピッチ化(省スペース化)を実現することによって可能であり、また薄型化は接続部の低背化によって実現することができる。
従来、メスコネクタやオスコネクタ、とりわけメスコネクタは、金属板材に対して金型を用いた打抜き加工によって製造されているのであるが、この方法で製造されたメスコネクタとオスコネクタを接続したコネクタ構造の場合、接続部の高さを1.0mm以下に低背化させ、また端子間ピッチを0.5mm以下に狭ピッチ化することは非常に困難であった。
そして、このような従来の製造方法では、製造するコネクタが小型化、薄型化すればするほど、製品不良が多発しており、また組み付け作業性も悪く、回路基板へのはんだ実装時に実装不良が発生し、さらには機器の組立て時に衝撃などを受けるとコネクタ接続部間ではメスコネクタとオスコネクタの抜脱が起こるという問題が生じている。
このような問題を解決するために、フレキシブル回路基板を用い、めっき技術とフォトリソグラフィー技術を駆使して製造されたメスコネクタとオスコネクタを組付けたコネクタ構造が開発されている(特許文献1を参照)。
このコネクタ構造は、メスコネクタとオスコネクタを反復して着脱することが可能であり、また簡単に接続部の高さも0.5mm以下に低背化することができ、端子間ピッチも0.5mm以下に狭ピッチ化することができて、低背化、省スペース化にとっては優れたコネクタ構造であるということができる。
特許第4059522号
上記した特許文献1のコネクタ構造は、低背化、省スペース化という点で優れている。しかしながら、実使用上の改良点を検討する過程で、メスコネクタとオスコネクタの組付け作業性をより向上させること、また両者の組付け後において例えば外部からの衝撃や振動などが加わったとしても両コネクタの接続部がより強固な接続状態を維持することができることなどの課題が残されていることが明らかになった。
本発明は、特許文献1のコネクタ構造が有する優れた点を生かしつつ、上記した課題を解決し、メスコネクタとオスコネクタを組付けて形成される両コネクタの接続部の低背化と省スペース化を実現することができ、またメスコネクタとオスコネクタを反復して着脱することが可能であり、そして、メスコネクタとオスコネクタの組付け作業を円滑に行なうことができ、組付け後におけるコネクタ間の保持力が大きくかつ安定化している新規構造のコネクタ構造の提供を目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明においては、
可撓性を有する絶縁フィルム、前記絶縁フィルムの片面に形成された複数のパッド部、前記パッド部から引出された導体回路パターン、前記パッド部の面内で前記絶縁フィルムの厚み方向に形成された第1貫通孔、および前記第1貫通孔と同軸的に連通して前記パッド部の面内に形成された小孔から成るメス端子部を有するフレキシブル回路基板、ならびに、前記フレキシブル回路基板の前記パッド部の形成面と反対側の面に固定配置された箔状体であって、前記メス端子部の前記第1連通孔と同軸的に連通して前記箔状体の厚み方向に形成された、前記第1連通孔よりも大きい第2貫通孔を有するメス側係合部材を備えるメスコネクタと、
絶縁基材、前記絶縁基材の片面の前記メス端子部と対応する位置に突設して形成された接続ピン、および前記接続ピンの基部から引出された導体回路パターンから成るオス端子部を有する回路基板、ならびに、前記回路基板の前記接続ピンの形成面と同じ面に固定配置され、前記メスコネクタの前記メス側係合部材と係合するオス側係合部材を備えるオスコネクタとを組付けて成るコネクタ構造であって、
前記メス側係合部材は、
それぞれの前記メス端子部とその近傍に位置する前記フレキシブル回路基板の部分がそれぞれの前記第2貫通孔の面内に位置し、かつ、前記フレキシブル回路基板の他の部分と前記メス側係合部材が一体化した状態で、前記フレキシブル回路基板に固定配置されていることを特徴とするコネクタ構造が提供される。
その場合、前記メス側係合部材は、前記第2貫通孔の外側に前記箔状体の一部として形成された弾性変形部を有しており、またオスコネクタの回路基板は、メスコネクタの場合と同様にフレキシブル回路基板であってもよく、またリジッドな回路基板であってもよい。
そして、前記メス側係合部材と前記オス側係合部材のそれぞれは、前記メス端子部と前記オス端子部を接続することができるような所定の位置関係を保持した状態で前記フレキシブル回路基板および前記回路基板に固定配置され、また、
前記メス側係合部材と前記オス側係合部材のいずれか一方、または双方は、係合時における他方に対する位置決めガイド機能と係合後における他方に対する保持機能を発揮している。
具体的には、
メス側係合部材に前記した弾性変形部を有するメスコネクタとオスコネクタの組付け時には、
前記オス端子部の前記接続ピンが前記メス端子部の前記第1貫通孔に前記パッド部の形成面の方から前記小孔を介して挿入されて、前記パッド部とそれが形成されている箇所の前記絶縁フィルムが前記接合ピンの挿入方向に撓み、前記パッド部と前記絶縁フィルムの弾性により、前記パッド部が前記接続ピンに圧接され、
前記メスコネクタの前記メス側係合部材が前記オスコネクタの前記オス側係合部材に係合されて、前記メス側係合部材の前記弾性変形部が、その弾性変形に基づく弾発力によって前記オス側係合部に圧接して、前記メス側係合部材と前記オス側係合部材との間の保持機能を発揮しているコネクタ構造が提供される。
より詳細には、
前記メス側係合部材の前記弾性変形部が、前記箔状体の両側部に、前記箔状体の長手方向に沿って狭幅となるくさび形状の切込みを入れて形成されたバネアーム部であり、
前記オス側係合部材が、前記接続ピンを部分的に囲撓して成り、前記メス側係合部材を収納する収納部と前記フレキシブル回路基板を引出すための引出し切欠き部を有する枠状体であり、
前記メス側係合部材と前記オス側係合部材の係合時に、前記バネアーム部の外側壁面が前記枠状体の両側部における内側壁面と圧接されているコネクタ構造(以下、このコネクタ構造をコネクタ構造Aという)が提供され、また、
前記メス側係合部材の前記弾性変形部が、前記メス側係合部材に一体的に形成された切欠きリング体であり、
前記オス側係合部材が、前記切欠きリング体の内径よりも大径の柱状突起であり、
前記メス側係合部材と前記オス側係合部材の係合時に、拡径した前記切欠きリング体の弾発力(復元力)により、前記切欠きリング体が前記柱状突起に圧接されているコネクタ構造(以下、このコネクタ構造をコネクタ構造Bという)が提供される。
また、本発明においては、
前記フレキシブル回路基板における前記パッド部の形成面以外の面の全部もしくは一部または前記回路基板における前記接続ピンの形成面以外の面の全部もしくは一部には接着剤層が形成され、
前記オス端子部の前記接続ピンが前記メス端子部の前記第1貫通孔に前記パッド部の形成面の方から前記小孔を介して挿入されて、前記パッド部とそれが形成されている箇所の前記絶縁フィルムが前記接続ピンの挿入方向に撓み、前記パッド部と前記絶縁フィルムの弾性により、前記パッド部が前記接続ピンに圧接され、かつ、前記メスコネクタと前記オスコネクタが前記接着剤を介して接着されているコネクタ構造(以下、このコネクタ構造をコネクタ構造Cという)が提供される。
更に本発明においては、上記したコネクタ構造の組付けに用いるメスコネクタとオスコネクタが提供され、また上記メスコネクタを備えているフレキシブル回路基板、上記したオスコネクタを備えているフレキシブル回路基板またはリジッド回路基板が提供される。
本発明のコネクタ構造は上記した構造のメスコネクタとオスコネクタを組付けて組立てられるのであるが、両コネクタの組付け時には、フレキシブル回路基板それ自体に形成されているメス端子部に、相手材である回路基板それ自体に形成されている接続ピン(オス端子部)がメス端子部におけるパッド部の形成面の方からパッド部の小孔を介して第1貫通孔に挿入されて両端子部が接続され、同時にメス側係合部材とオス側係合部材が係合する。
そして、メス端子部のパッド部は弾力性に富む材料で形成されているので、パッド部は接続ピンの挿入時にその挿入方向に撓んで弾性変形し、その復元力で接続ピンに圧接して、導通構造が形成されるとともに接続ピン(オス端子部)がメス端子部によって機械的に保持される。
ここで、メスコネクタのフレキシブル回路基板の片面には、メス端子部の第1貫通孔より大径の第2貫通孔を有するメス側係合部材が、その第2貫通孔の面内箇所にメス端子部を含んだ状態で固定配置されている、いいかえれば、第1貫通孔のそれぞれの近傍に位置するフレキシブル回路基板の部分はメス側係合部材と一体化することによって当該メス側係合部材に固定されている。
すなわち、第1貫通孔のそれぞれの近傍に位置するフレキシブル回路基板の部分は、メス側係合部材が撓んだり、反ったりしない限り、それ自身が撓んだり、反ったりすることのできない状態になっている。
そのため、各第2貫通孔の面内箇所に位置するメス端子部の全ては、可撓性を保持したまま、平面的にも立体的にも位置ずれを起こすことなく、所定の設計位置に存在している。このようなことからして、メスコネクタとオスコネクタの組付け時には、所定の設計位置に突設されている接続ピンとメス端子部は相互に位置ずれを起こすことなく一度に一括して接続される。
また、メス側係合部材にはバネアーム部(コネクタ構造Aの場合)や切欠きリング体(コネクタ構造Bの場合)のような弾性変形部が一体的に形成されていて、この弾性変形部を変形させながらメス側係合部材のオス側係合部材への係合が行われるので、この弾性変形部の復元力によって、弾性変形部がオス側係合部材に圧接され、メス側係合部材がオス側係合部材に強固に保持される。
そして、メス側係合部材に弾性変形部が形成されていないコネクタ構造Cの場合は、両コネクタの端子部が接続すると同時に、メスコネクタとオスコネクタの対向面のうち、メス端子部とオス端子部の形成面以外の面に形成されている接着剤層の働きで、メスコネクタとオスコネクタは接着し、そして互いに固着するので、両コネクタの接続部は強固な接続状態が保持される。
したがって、これら本発明のコネクタ構造の場合は、係合部材を備えていないコネクタ構造(特許第4059522号のコネクタ構造)の場合に比べて、両コネクタ間の保持力は非常に大きくかつ安定化して、両コネクタ間の接続信頼性は高くなる。
メスコネクタのメス端子部は薄い絶縁フィルムを基材とするフレキシブル回路基板それ自体に形成され、またオスコネクタのオス端子部は回路基板の表面に突設して形成されるバンプ状の接続ピンであるため、両コネクタの接続部は低背化し、そしてメス端子部とオス端子部をマトリックス状に2次元配置することにより端子間ピッチが狭ピッチ化した省スペースの多ピン構造にすることも可能である。
したがって、このコネクタ構造は、小型化、薄型化の要求に充分に対応できるとともに、コネクタ間の保持力が大きくかつ安定化しているので、外部からの衝撃や振動が加わる電気・電子部品に対しても使用することができる。
本発明のコネクタ構造は、後述するように、それ自体にメス端子部が形成されているフレキシブル回路基板の前記メス端子部と、それ自体にオス端子部が形成されている別の回路基板の前記オス端子部を組付けて両回路基板の接続部が形成されている。
そして、それぞれの回路基板の上記接続部に対応する所定の箇所には、後述するように、係合部材が固定配置されていて、両係合部材を係合すると、上記したメス端子部とオス端子部も自動的に接続できるように、これら係合部材の相対的な位置関係が設計されている。
そして、フレキシブル回路基板に固定配置され、メス端子部の第1貫通孔より大径の第2貫通孔を有するメス側係合部材は、後述するように、各メス端子部の近傍に位置しているフレキシブル回路基板を固定する固定手段として機能する。
メス側係合部材またオス側係合部材のいずれか一方、または双方は、後述するように、係合時に両係合部材を位置決めガイドする機能と、係合後に両係合部材を強固に保持し、もってメス端子部とオス端子部の接続状態を安定化する保持機能を備えている。
そして、コネクタ構造のA,Bの場合、位置決めガイド機能を発揮させてメス側係合部材をオス側係合部材に係合すると、メス側係合部材の弾性変形部が弾性変形し、それに基づく弾発力(復元力)を発揮してオス側係合部材に圧接し、メス側係合部材はオス側係合部材に強固に保持される。このとき、同時にメス端子部とオス端子部も接続され、その接続部の接続状態が保持されて導通構造が形成される。
またコネクタ構造Cの場合、メスコネクタのメス側係合部材のガイド孔にオスコネクタの柱状突起(オス側係合部材)を挿入して全体を押圧すると、メス端子部とオス端子部が接続され、同時にメスコネクタとオスコネクタは接着剤層を介して接着・固定されることになるので、形成された導通構造における接続状態は強固に保持される。
以下、本願発明のコネクタ構造につき、図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態1)
最初にコネクタ構造Aについて説明する。
図1はコネクタ構造Aを示す斜視図、図2はメスコネクタAを示す斜視図、図3はオスコネクタAを示す斜視図である。そして、コネクタ構造AはメスコネクタAとオスコネクタAを後述するように組付けて構成されている。
ここで、図2の分解斜視図である図4で示したように、メスコネクタAは、フレキシブル回路基板Aにおいて後述するパッド部の形成面と反対側の面にメス側係合部材Aが固定配置された構造になっている。
ここで、フレキシブル回路基板Aは、図4のV−V線に沿う断面図である図5で示したように、可撓性を有する薄い絶縁フィルム1とその下面1aの所定箇所に形成されたパッド部2と、このパッド部2の縁部から引出されて絶縁フィルム1の下面1aに配線されている導体回路パターン3と、パッド部2の面内において絶縁フィルム1の厚み方向に形成された第1貫通孔4と、パッド部2の面内に第1貫通孔4と同軸的に形成された小孔5から成るメス端子部Dを備えている。
このようなメス端子部Dは、後述するオスコネクタの接続ピンと接続できる位置関係を保って、複数個(図4ではマトリックスをなして24個)形成されている。なお、図5では小孔5が第1貫通孔4より小径である場合を示したが、小孔5と第1貫通孔4は同径であってもよい。
このフレキシブル回路基板Aの基材である絶縁フィルム1としては、例えばポリイミド、ポリエステル、液晶ポリマ、ポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂から成るフィルムや、薄いガラスエポキシ複合板、BTレジン板などを用いることができる。またその厚みは、コネクタ構造の低背化の目的からすれば、機械的強度を損なわない限りできるだけ薄い方がよい。
またパッド部2の材料としては、後述するように、当該パッド部がオスコネクタとの接続時にオスコネクタの接続ピンに圧接してメスコネクタとオスコネクタ間の導通構造を形成することからして、導電性と同時にバネ弾性を備えた材料であることが好ましく、具体的には、銅、ニッケルや、ステンレス鋼、ニッケル合金、ベリリウム銅合金が好適である。そしてその厚みは、当該パッド部に良好なバネ弾性を発揮させることを考えると、あまり厚くない方がよく、上限は100μm程度に規制することが好ましい。
このフレキシブル回路基板Aを製造するに際しては、例えば、片面銅張フィルムを用意し、その銅箔側の表面にフォトリソグラフィーとエッチング技術を適用して、形成すべきパッド部2と配線すべき導体回路パターン3の部分を残して他の銅箔部分をエッチング除去し、ついでパッド部2の形成面と反対側の面から例えばレーザ光を照射して各パッド部2の直上に所定径の第1貫通孔4を形成し、そして、パッド部2側の表面のうち小孔5を形成すべき箇所以外の部分をマスキングしたのち銅のエッチング処理を行って、パッド部2の面内に第1貫通孔4と同軸的に連通する小孔5を形成すればよい。
なお、パッド部2を上記したバネ弾性に優れた合金材料で形成する場合には、片面銅張フィルムにおける銅箔部分のエッチング除去時に、形成すべきパッド部の銅箔部分も除去してフィルム面を表出させ、そこに上記合金材料を例えばスパッタリングしてパッド部にしてもよい。
そして、図4で示したように、フレキシブル回路基板Aにおけるパッド部2の形成面1aと反対側の面1bにメス側係合部材Aが固定配置されて、図2で示したメスコネクタAが組立てられている。
なお、本発明のコネクタ構造で使用するフレキシブル回路基板は上記した態様の片面回路基板に限定されるものではなく、例えば、両面に上記したパッド部2が形成されているフレキシブル両面回路基板や、フレキシブル−リジッド多層回路基板のフレキシブル回路基板の部分などであってもよい。また、導体回路パターン3にカバーレイが施されていてもよい。
次にメス側係合部材Aについて説明する。
このメス側係合部材Aは、まず、メスコネクタAとオスコネクタAを接続するときに、メス端子部Dの近傍に位置するフレキシブル回路基板の絶縁フィルム1の部分を固定するための固定手段として機能する。
仮に、このメス側係合部材Aを固定配置しない場合のフレキシブル回路基板Aは、図5で示した状態にあり、それはメス端子部Dとその近傍が上下方向と水平方向に遊動しやすい状態になっている。そのため、メス端子部Dが広く分布して形成されているメスコネクタを接続する場合、ある部分では接続ピンとメス端子部Dの接続が実現したとしても、他の箇所では、例えばメス端子部Dの近傍が撓んで、メス端子部Dの第1貫通孔4の孔中心位置と接続ピンの軸中心位置がずれてしまい、両者は正常な接続を実現しない場合がある。
しかし、フレキシブル回路基板Aに図4で示したような箔状体のメス側係合部材Aを固定配置しておけば、全てのメス端子部の近傍はこのメス側係合部材Aに一体化された状態になっているため、上下方向や水平方向の遊動が起こらなくなる。その結果、メス端子部Dにおける第1貫通孔4の平面的な位置座標は設計基準値に固定されることになり、接続ピンとの位置ずれは起こらなくなる。
このように、メス側係合部材Aはメス端子部Dの近傍のフレキシブル回路基板に対する固定手段として機能するのであるが、同時に、メスコネクタAとオスコネクタAを組付けたときに、組付け作業性を円滑化し、また両コネクタ間の保持力を強固に確保し、また、薄いフレキシブル回路基板Aにおけるコネクタ接続部を支持し、保護するための支持材としても機能する。
このメス側係合部材Aの構成材料としては、メスコネクタとオスコネクタの組付け時に、この部材Aがフレキシブル回路基板Aにおけるメス端子部D近傍の撓みによる位置ずれを防止してその部分を固定し、またオス側係合部材と係合して両コネクタを高い保持力で保持するための部材として機能することを考えると、高強度で剛性も備えている金属材料、例えば、銅、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、アルミニウム、またはそれらの表面にめっき処理を施したものが好適である。
また、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマ、ポリアミド、PENなどの樹脂のシート、ガラス繊維−エポキシ樹脂シートのような繊維強化プラスチック複合材のシート、またはこれらのラミネートシートも使用することができる。
そして、その厚みが薄すぎると強度不足となり、オス側係合部材との係合時に撓んで係合作業に難をきたし、逆に厚すぎると、接続部の低背化を阻害することになるので、厚みは50〜300μm程度に設定することが好ましい。
メス側係合部材Aは、フレキシブル回路基板Aにおいてメス端子部Dの形成箇所と同じ平面視形状を有する箔状体であって、その面内には厚み方向に形成された第2貫通孔6と、両側部に形成された一対の弾性変形部7,7を有している。
このメス側係合部材Aの全体的な平面視形状は、後述する図3と図8で示したオス側係合部材Aの収納部10に収納できる形状になっている。
そして、第2貫通孔6は、図5で示したフレキシブル回路基板Aのメス端子部Dにおける第1貫通孔4と同軸的に形成されていて、その径は第1貫通孔4よりも大径になっている。
したがって、このメス側係合部材Aをフレキシブル回路基板Aに固定配置して成る図2のメスコネクタAのメス端子部Dにおいては、図2のVI−VI線に沿う断面図である図6で示したように、第1貫通孔4の上にそれよりも大径の第2貫通孔6が同軸的に位置し、そのためこの第2貫通孔6内には、第2貫通孔6の中心軸方向に延出し、絶縁フィルム1とパッド部2から成る棚状部6aが形成されている。
そして、この棚状部6aは上下方向に屈曲可能な可撓性の部分になっているが、棚状部6aの外側に位置する絶縁フィルム1の部分は、固定配置されたメス側係合部材Aと一体化して遊動や撓み不能な状態に固定されている。
また、メス側係合部材Aの両側部に形成されている弾性変形部7、7は、メスコネクタとオスコネクタを組付けたときに弾性変形し、その弾発力(復元力)でオス側係合部材に圧接し、もって両コネクタ間の保持力を確保する。
図4のメス側係合部材Aの弾性変形部7は、箔状体の両側部に、当該箔状体の長手方向に沿って狭幅になっていく平面視形状がくさび形状をした切込み7a,7aを入れて形成されたバネアーム部であって、これは、切込み7aを入れていない箇所7b,7bを支点にして図の矢印p方向に撓むことができる状態になっている。
なお、このメス側係合部材Aの幅方向の中心位置には、外方に突出して凸部8が形成されており、この凸部8に対応して、後述するオス側係合部材Aの幅方向の中心位置に、凸部8の形状に適合してこれと嵌合する平面視形状が三角形状の凹部12(図3,図5)が形成されている。
凹部12に嵌合する凸部8を形成しておくと、これを目印にして凸部8を凹部12に突合わせて嵌合させ、ついでメス側係合部材Aをオス側係合部材Aに押込むと、メス側係合部材Aとオス側係合部材Aの係合作業を、両者が位置決めされた状態で円滑に行なうことができるので好適である。
このメス側係合部材Aをフレキシブル回路基板Aに固定配置するに際しては、図4で示した形状のメス側係合部材Aを、ステンレス鋼の箔状体に例えばフォトリソグラフィーとエッチング技術を適用したり、または打ち抜き加工などを行って別体として製造しておき、それを同じ平面視形状に加工したフレキシブル回路基板Aに粘着性接着剤、熱硬化性接着剤、ホットメルト型接着剤などの接着剤を用いて接着すればよい。
また、フレキシブル回路基板Aのメス端子部Dを形成するに先立ち、フレキシブル回路基板の平面視形状を、目標とするメス側係合部材Aの平面視形状にしておき、ついで当該基板におけるパット部の形成面と反対側の絶縁フィルムの面に、公知の無電解めっきと電解めっきを行って金属材料の薄層を成膜し、ついでフォトリソグラフィーとエッチング技術を適用して第2貫通孔を形成し、その後基板にメス端子部を作製してもよい。
なお、これまでの説明は、フレキシブル回路基板Aのメス端子部D1個に対して1個の第2貫通孔6が形成されているメス側係合部材Aに関するものであるが、メス側係合部材としては、例えば、図7で示したように、図4で示した第2貫通孔6の全てを長手方向または幅方向(図7では幅方向)に一括して包含することができる溝6bが形成されているものであってもよい。この場合も、メス端子部Dの近傍に位置するフレキシブル回路基板は溝6b以外のメス側係合部材Aの部分によって上下方向や水平方向の撓みを起こさないように固定されているからである。この場合も溝6bの溝幅はフレキシブル回路基板Aの第1貫通孔の径よりも大きくなっていることが好ましい。
次に、図3で示したオスコネクタAについて説明する。
このオスコネクタAは、図3の分解斜視図である図8に示したように、回路基板Aにおいて後述する接続ピンの形成面と同じ面にオス側係合部材Aが固定配置された構造になっている。
ここで、回路基板Aとしては、図4で示したようなフレキシブル回路基板であってもよく、また絶縁基材が例えばガラス繊維−エポキシ樹脂複合体から成るリジッド回路基板であってもよい。
なお、以後の説明は、回路基板Aがフレキシブル回路基板である場合について進める。
フレキシブル回路基板Aは、図8のIX−IX線に沿う断面図である図9に示したように、可撓性を有する薄い絶縁フィルム1の絶縁基材と、その片面に突設して形成された接続ピン9と、この接続ピン9の基部から引き出されて絶縁フィルム1の他方の面1aに配線されている導体回路パターン3から成るオス端子部Eを備えている。
そして、図2のメスコネクタAと図3のオスコネクタAを組付けて図1で示したコネクタ構造Aを組立てたときに、上記したオス端子部Eの接続ピン9がメスコネクタAのメス端子部Dにおける小孔5から第1貫通孔4に挿入されることにより、両コネクタ間における導通構造が形成される。
したがって、このようなオス端子部Eは、メスコネクタAとオスコネクタAを組付けたときに、メスコネクタAの第1フレキシブル回路基板Aにおける複数のメス端子部Dにそれぞれ対応する位置関係を保って形成されている。
そして、回路基板Aの表面から突出する接続ピン9は、メスコネクタAにおけるメス端子部Dの小孔5と第1貫通孔4よりも大径で、かつメス側係合部材Aの第2貫通孔6よりも小径になっている。またその高さは接続ピン9をメス端子部Dに挿入したときに、接続ピン9の先端部が第2貫通孔6から突出しないような高さになっていることが好ましい。両コネクタの組付け後において接続ピンの損傷を防止してそれを保護することができるからである。
この回路基板Aの製造に際しては、回路基板Aがフレキシブル回路基板である場合は、例えば片面銅張フィルムを用意し、その銅箔にフォトリソグラフィーとエッチング技術を適用して所望する導体回路パターン3を形成し、ついで反対側の面で接続ピンを形成する箇所に例えばレーザ照射して導体回路にまで至る凹孔を形成し、更に凹孔以外の箇所を、形成する接続ピンの高さと等しい厚みでマスキングしたのち無電解めっきと電解めっきを行って当該凹孔とマスキングに形成されている孔の中に例えばめっき銅で充填し、最後にマスキングを除去することにより、図9で示したような絶縁フィルム1の表面1bに突設する接続ピン9が形成される。
なお、この接続ピン9はメス端子部Dへの挿入時にパット部2と摺動することになるので、接続ピン9の材料としては、例えば銅、ニッケル、金、パラジウム、ロジウム、銀などの比較的硬質な金属や合金を使用することが好ましい。
このフレキシブル回路基板Aに、図8で示したようなオス側係合部材Aが固定配置されて、図3で示したオスコネクタAが組み立てられる。
このオス側係合部材Aは、図8で示したように、フレキシブル回路基板Aの表面1bに突設して配列されている接続ピン9の外側を部分的に囲撓する枠状体であって、これをフレキシブル回路基板Aに固定配置すると、図3で示したように、枠内には図2で示したメスコネクタAの全体を収納できる平面視形状をした収納部10が形成され、またメスコネクタAのメス端子部Dから延在するフレキシブル回路基板Aをこの枠内から引出すための引出し用切欠き部11が形成される。
なお、このオス側係合部材Aである枠状体の幅方向中心の内側には、前記したとおり、図4で示したメス側係合部材Aの凸部8をはめ込むための凹部12が形成されている。
なお、オス側係合部材としては、図8で示した形状に限定されるものではなく、例えば図10で示したように、完全に門型の形状であってもよい。
このオス側係合部材Aを回路基板Aに固定配置するに際しては、当該枠状体を別体として作成しておき、それを回路基板Aに粘着性接着剤、熱硬化性接着剤、ホットメルト型接着剤などの接着剤を用いて接着してもよく、また、回路基板Aの製造過程において、接続ピン9を形成するときに、同時にめっき技術によって形成してもよい。
このオス側係合部材Aの材料としては、前記したメス側係合部材Aの場合と同様な各種金属材料や樹脂材料などをあげることができるが、前記したメス側係合部材Aの場合と同じ理由で、ステンレス鋼などの金属材料であることが好ましい。また厚みも、メス側係合部材Aの場合と同じ理由で50〜300μm程度であることが好ましい。
図1で示した本発明のコネクタ構造Aを組み立てるに際しては、図2で示したメスコネクタAの凸部8を図3で示したオスコネクタAの凹部12にはめ込んだのち、メスコネクタAの両側部のバネアーム部7を幅方向に押圧して撓ませながら、同時にメスコネクタAの全体を押圧してオスコネクタAの収納部10にはめ込み、そしてバネアーム部7の押圧を解除すればよい。オスコネクタAの引出し用切欠き部11からメスコネクタAのフレキシブル回路基板Aが引き出された状態で、メスコネクタAがオスコネクタAの枠状体(オス側係合部材A)の収納部10に収納される。
このとき、図11で示したように、オスコネクタAの回路基板Aに形成されているオス端子部Eの接続ピン9は、メスコネクタAのフレキシブル回路基板Aに形成されているメス端子部Dにおけるパット部2の形成面の方から小孔5を介して第1貫通孔4とその直上に位置するメス側係合部材Aの第2貫通孔6に挿入されていく。
そしてメス端子部Dの小孔5と第1貫通孔4は接続ピン9よりも小径になっているので、接続ピン9の挿入過程で、小孔5と第1貫通孔4は拡径し、同時に、パッド部2とその上に位置する絶縁フィルム1の部分、すなわち棚状部6aが上方に撓んで弾性変形する。
その結果、パット部2と絶縁フィルム1の弾発力(復元力)が発生するので、図12で示したように、パッド部2が接続ピン9の腹部に圧接して、両回路基板は機械的に接続され、同時にフレキシブル回路基板Aと回路基板Aの間に導通構造が形成される。
このとき、各メス端子部の近傍に位置する絶縁フィルム1の部分、すなわち棚状部6aの外側に位置する絶縁フィルム1の部分は、高強度で剛性な材料から成るメス側係合部材Aと一体化して固定されているので、この部分が上記した組付けの過程で上下方向や水平方向への撓みを起こすことはない。そのため、全てのメス端子部Dにおける第1貫通孔4の孔中心の位置は設計基準からずれることはない。その結果、全ての第1貫通孔4とそれに対応する接続ピン9は互いに位置ずれを起こすことなく、一度に一括して接続される。
このパッド部と接続ピンとの圧接構造において、図13で示したように、接続ピン9の先端部9aの外周縁を膨出させ、それを基端側の腹部9bよりも大径にしておくと、接続ピン9が小孔5と第1貫通孔4から抜けること、すなわち、フレキシブル回路基板Aと回路基板Aが分離することを確実に防止できるので好適である。
また、メスコネクタとオスコネクタの組付けに先立ち、メスコネクタのメス側係合部材Aに形成されている第2貫通孔内の棚状部6aの上に、内径が第1貫通孔4と同径で外径が第2貫通孔6と同径である円環形状の樹脂弾性体12を配置しておくと、両コネクタの接続後にあっては、図14で示したように、接続ピン9の挿入に伴う棚状部6aの上方への撓みによって樹脂弾性体12が圧縮力を受けて弾性変形し、そしてその復元力によりパッド部2が接続ピン9の腹部に強く圧接されるようになる。その結果、接続ピン9の抜けを確実に防止することができ、同時に両回路基板間の導通構造の信頼性も向上する。
このような樹脂弾性体としては、シリコーン樹脂の硬化物が好ましく、とくにJISK6253で規定するゴム硬度が100度以下であるものが好ましい。
図1のコネクタ構造Aにおいて、メスコネクタのメス側係合部材Aとオスコネクタのオス側係合部材Aは、図1のXV−XV線に沿う断面図である図15で示したように、メス側係合部材Aの両側部に形成されているバネアーム部7の外側壁面7がオス側係合部材(枠状体)Aの両側部における内側壁面13aに圧接することによって係合されている。
すなわち、バネアーム部7は、図4で示したように、箔状体(メス側係合部材)Aとフレキシブル回路基板Aの一体化物の両側部の長手方向に、支点7bにまで至るくさび形状の切り込み7aを入れて形成され、支点7bを中心として箔状体の幅方向にいわば板バネのように撓むことができる。
そして、メスコネクタAのメス側係合部材AをオスコネクタAのオス側係合部材(枠状体)Aに収納して両者を係合するときには、バネアーム部7をメス側係合部材Aの幅中心方向(内側)に押圧しながら収納しているのでこのバネアーム部7は内側に撓んで弾性変形しており、収納後にあっては、このバネアーム部7に蓄積されていたバネ力が支点7bを中心とした外方(図の矢印方向)に作用することになる。その結果、バネアーム部7の外側壁面7cは枠状体の内側壁面13aに圧接して、メス側係合部材Aがオス側係合部材(枠状体)Aの枠内に保持されることになる。
ところで、振動や衝撃を受けても接続部で分離しないコネクタ構造を得るためには、上記した保持力を大きくすればよい。このような要求を満たすためには、次のような構造を採用することが好ましい。
すなわち、図16で示したように、メス側係合部材Aのバネアーム部7の外側壁面7cを下部に突出部7dが形成されている段差形状にし、そしてオス側係合部材Aの内側壁面13aを上部に突出部13bが形成されている段差形状にすることが好ましい。
メス側係合部材Aとオス側係合部材Aの係合時には、バネアーム部7の外側壁面の突出部7dがオス側係合部材Aの内側壁面の突出部13bの下に入り込むことになるので、両者の保持力は図15で示した構造の保持力に比べて大幅に大きくなり、両者は分離することなく確実に係合されることになる。
(実施形態2)
次に、本発明のコネクタ構造Bについて説明する。
図17はコネクタ構造Bの分解斜視図である。このコネクタ構造Bは、メスコネクタBとオスコネクタBを組み付けて構成される。
メスコネクタBは、コネクタ構造Aにおけるフレキシブル回路基板Aと同じ構造のフレキシブル回路基板Bと、そのパッド部の形成面と反対側の面に固定配置されたメス側係合部材Bで構成されている。
なお、このメス側係合部材Bも、コネクタ構造Aのメス側係合部材Aの場合と同様に、フレキシブル回路基板Bにおけるメス端子部Dの近傍に位置するフレキシブル回路基板の絶縁フィルムの部分を固定するための固定手段として機能する。
一方、オスコネクタBは、コネクタ構造Aにおける回路基板Aと同じ構造の回路基板Bと、その接続ピン9の形成面と同じ面の四隅に接続ピン9と所定の位置関係を有して固定配置されたオス側係合部材Bで構成されている。
まず、メス側係合部材Bは、箔状体であって、その面内にフレキシブル回路基板Bのメス端子部における小孔と第1貫通孔と同軸的に形成されている第2貫通孔6を有することは、コネクタ構造Aのメス側係合部材Aの場合と同じであるが、弾性変形部が箔状体の四隅に一体的に形成されている切欠きリング体14であるという点で異なっている。
この切欠きリング体14は、図17と図18で示したように、箔状体の厚みと等値の厚みを持ち、箔状体と一体的に形成されている。そして基部14aの外方に位置する円環部が切欠れて所望間隔を有する切欠き部14bになっていて、また基部14aにも切込み14dが切られている。したがって、この切欠きリング体14は、両側の半円形をしたリング部が基部14aを中心にして図の矢印で示したように弾性変形して切欠き部14bが開閉できるようになっている。そして、切欠きリング体14におけるリング孔14cの径は、後述するオス側係合部材Bがここに挿入できる大きさになっている。
このようなことから、メス側係合部材Bの材料としては、弾性の大きい材料であることが好ましく、具体的には、コネクタ構造Aのメス側係合部材Aの材料と同じもの、例えばステンレス鋼であることが好ましい。
そして、このメス側係合部材Bはコネクタ構造Aのメス側係合部材Aの場合と同じような方法でフレキシブル回路基板Bに固定配置される。
一方、オスコネクタBにおけるオス側係合部材Bは、柱状突起15である。
この柱状突起15は、オスコネクタBの4箇所に形成されていて、それらは、メスコネクタBの切欠きリング体(弾性変形部)14のリング孔14cの位置に対応する箇所に当該リング孔14cと同軸的に形成されている。そして、この柱状突起15の高さは、切欠きリング体14の厚みと同等かそれよりも若干大きくなっており、またその径はリング孔14cより大径になっている。
したがって、オスコネクタBの柱状突起(オス側係合部材)15をメスコネクタBの切欠きリング体(メス側係合部材)14のリング孔14cに挿入すると、当該リング孔14cは拡径するので、切欠きリング体14は弾性変形し、そしてその時点で、オスコネクタBの接続ピン(オス端子部D)9とメスコネクタBのメス端子部Cは位置決めされる。そして、柱状突起15の切欠きリング体14への挿入が完了すると、同時に、メス端子部のパッド部とオス端子部の接続ピンがコネクタ構造Aにおける図12で示したように接続されて、両回路基板B、Bの間で導通構造が形成される。
そして、弾性変形した切欠きリング体14には、拡径したリング孔14cの内径を元に戻す復元力が発生するので、挿入されている柱状突起15は切欠きリング体14によって圧接された状態で保持される。
このとき、図19で示したように、柱状突起15の先端部15aを腹部15bよりも大径にし、かつ腹部15bの高さを切欠きリング体14の厚みとほぼ等しくし、同時に、切欠きリング体14における柱状突起の挿入口側の内壁面に、下端部は柱状突起の先端部15aよりも大径になっていて、上端部は切欠きリング体14の内壁面の途中に位置するようなテーパ面14eを形成して、位置決めガイド機能を付与しておくことが好ましい。
このような構造にしておくと、柱状突起15を切欠きリング体14に挿入したとき、図20で示したように、柱状突起15の先端部15aは切欠きリング体14の上端部から突出し、そして切欠きリング体14は柱状突起15の腹部15bに圧接する。そのため、腹部15bより大径の先端部15aがストッパの役割をして、柱状突起15は切欠きリング体14から抜脱することなく切欠きリング体14によって確実に保持される。
なお、柱状突起15の切欠きリング体14への挿入は、切欠きリング体14の内壁面に前記したテーパ面14eが形成されているので円滑に進めることができる。
なお、図17で示したコネクタ構造は、メス側係合部材Bの四隅に切欠きリング体14を形成し、またオスコネクタBの四隅に、柱状突起15を前記切欠きリング体14と同軸的に形成してメス側係合部材とオス側係合部材(柱状突起)の位置決めガイド機能を発揮させているが、切欠きリング体14と柱状突起15の形成箇所と形成個数は、これに限定されるものではない。
例えば図21で示したように、メスコネクタBとオスコネクタBを3点で支持する構造であってもよく、またメス端子部とオス端子部の接続部の点数が増加する場合には、図22で示したように6点またはそれ以上の点数で支持する構造であってもよい。
(実施形態3)
次に、本発明のコネクタ構造Cについて説明する。
図23はコネクタ構造Cの分解斜視図である。このコネクタ構造Cは、メスコネクタCとオスコネクタCを組付けて構成される。
メスコネクタCは、コネクタ構造Aにおけるフレキシブル回路基板Aと同じ構造のフレキシブル回路基板Cと、そのパッド部の形成面と反対側の面に固定配置されたメス側係合部材Cで構成されている。
なお、このメス側係合部材Cも、コネクタ構造Aのメス側係合部材Aの場合と同様に、フレキシブル回路基板Cにおけるメス端子部Dの近傍に位置するフレキシブル回路基板の絶縁フィルムの部分を固定するための固定手段として機能する。
一方、オスコネクタCは、コネクタ構造Aにおける回路基板Aと同じ構造のフレキシブル回路基板Cと、その接続ピン9の形成面と同じ面の四隅に接続ピン9と所定の位置関係を保持して固定配置されたオス側係合部材Cで構成されている。
まず、メスコネクタCにおけるメス側係合部材Cは、箔状体であり、その面内にフレキシブル回路基板Cのメス端子部における第1貫通孔と同軸的に形成されている第2貫通孔6を有していることは、コネクタ構造Aのメス側係合部材Aの場合と同じであるが、メス側係合部材Aにおけるバネアーム部(またはコネクタ構造Bのメス側係合部材Bにおける切欠きリング体)のような弾性変形部を備えておらず、代ってその四隅にガイド孔16が形成されているという点で異なっている。
一方、オスコネクタCにおけるオス側係合部材Cは、柱状突起17であって、それはメス側係合部材Cのガイド孔16の形成箇所に対応した箇所に、当該ガイド孔16に挿入できるように同軸的に形成されている。この柱状突起17と前記したガイド孔16をもってコネクタ構造Cにおける位置決めガイド機能が発揮される。そして、オスコネクタCにおけるメスコネクタCとの対向面のうち、接続ピン9が配列している箇所を除いた面(図では接続ピンを取り囲む面)には接着剤層18が形成されている。
この接着剤層18は、例えば紫外線硬化型接着剤を印刷したり、各種の接着シートや熱圧着シートを貼着したりする方法によって形成することができる。
なお、図のコネクタ構造ではオスコネクタCの方に接着剤層を形成しているが、接着剤層はメスコネクタCの対向面の方に形成してもよく、またオスコネクタCとメスコネクタCの両方に形成してもよい。
いずれの場合であっても、接着剤層は接続ピンの配列箇所を除いた面の全部または一部(オスコネクタCに形成する場合)、メス端子部の配列箇所を除いた面の全部または一部(メスコネクタCに形成する場合)に形成することが必要である。接続ピンの配列箇所やメス端子部の配列箇所に接着剤層を形成すると、後述する両コネクタの組付け時に導通構造を形成することができなくなるからである。
したがって、オスコネクタCの柱状突起(オス側係合部材)17をメス側係合部材Cのガイド孔16に挿入すると、全ての接続ピン9はメスコネクタCのメス端子部と位置決めされた状態で当該メス端子部に一括して挿入され、そしてメスコネクタCとオスコネクタCを全体として押圧して接続ピン9のメス端子部への挿入が完了すると、メス端子部のパッド部がオス端子部の接続ピンに圧接した状態で導通構造が形成される。同時に、接着剤層18の働きでメスコネクタCとオスコネクタCが接着されて、両コネクタは一体化される。
すなわち、このコネクタ構造Cは、メスコネクタCとオスコネクタCが接着剤層18を介して相互に接着・固定されることにより、コネクタ構造A,Bのように弾性変形部を備えていなくても、メス端子部とオス端子部の接続部が強固に保持される構造になっている。ただし、その場合のコネクタ構造は、コネクタ構造A,Bのようにリペア可能な構造にはなっていない。しかし、接着剤としてアクリルオリゴマーとアクリルモノマーを生成分とする接着剤を用いると、コネクタ構造A,Bをリペア可能な状態で保持することができる。
なお、ガイド孔16とそれに対応する柱状突起17の個数や形成箇所は、図23で示した態様に限定されるものではなく、これらガイド孔と柱状突起は、メスコネクタとオスコネクタの組付け時における位置決めガイド機能を発揮できる態様になっていればその個数や形成箇所を問われるものではない。
(実施形態4)
ところで、本発明のコネクタ構造は、特許登録第4059522号のコネクタ構造に比べてメスコネクタとオスコネクタの保持力は大幅に強化されている。
この保持力をさらに強化して実使用時における信頼性を一層高めるためには、メスコネクタとオスコネクタの組付け時に例えば次のような構造を付加することもできる。
それを、最初に、メス側係合部材とオス側係合部材がいずれも箔状体であるコネクタ構造Aの場合について説明する。
このコネクタ構造Aの場合は、図1で示したようにフレキシブル回路基板Aの周縁部には厚みがメス側係合部材Aの厚みと略等しいオス側係合部材Aが固定配置されている。
そこで、図24で示したように、オス側係合部材Aの上面にタブ片19を取付け、このタブ片19で、フレキシブル回路基板Aの片面に固定配置されているメス側係合部材Aの上面を押圧して、メスコネクタ全体を組付けた構造にする。複数個のタブ片をオス側係合部材Aに取付けることにより、このコネクタ構造における両コネクタの保持力を非常に高くすることができる。
また、図25で示したように、フレキシブル回路基板Aの周縁部のうちオス側係合部材Aが固定配置されていない箇所からメス側係合部材Aの側部を突出させ、その側部の下面に、先端が回路基板Aの周端部に係止可能な係止部20aになっているフック20を垂設し、その係止部20aを回路基板Aの周端部に係止させることにより、このフック20でオスコネクタを抱持する組付け構造であってもよい。
次に、コネクタ構造Bとコネクタ構造Cは、オス側係合部材B(C)は例えば四隅に突設された柱状突起であるため、この場合は、図24で示したようなタブ片を柱状突起に取り付けることはできない。位置決めガイド機能を発揮できなくなるからである。
そこで、これらのコネクタ構造の場合は、図26で示したように、回路基板B(C)の周縁部に厚みがメス側係合部材の厚みと略等しい高さ調整材20を固定配置し、その上にタブ片19を取付けてメス側係合部材B(C)の上面を押圧する構造を採用すればよい。
しかし、このコネクタ構造Bとコネクタ構造Cの場合は、図17と図23で示したように、回路基板B(C)におけるオス側係合部材B(C)の形成箇所を除いた周縁部は開放状態になっている。
そこで、図27で示したように、柱状突起B(C)が形成されていない箇所からメス側係合部材B(C)の側部を突出させ、その側部に図25で示したフック20を垂設し、フック20の係止部20aを回路基板B(C)の周縁部に係止させることにより、オスコネクタを抱持する組付け構造を採用することができる。
本発明のコネクタ構造Aを示す斜視図である。 コネクタ構造AにおけるメスコネクタAを示す斜視図である。 コネクタ構造AにおけるオスコネクタAを示す斜視図である。 メスコネクタAの分解斜視図である。 図4のV−V線に沿う断面図である。 図2のVI−VI線に沿う断面図である。 メス側係合部材Aの別の例を示す斜視図である。 オスコネクタAの分解斜視図である。 図8のIX−IX線に沿う断面図である。 オス側係合部材Aの別の例を示す斜視図である。 メスコネクタAにおけるフレキシブル回路基板Aのメス端子部DにオスコネクタAにおける回路基板Aのオス端子部Eを接続する状態を示す断面図である。 メスコネクタのパッド部のオスコネクタの接続ピンへの圧接状態を示す断面図である。 別の圧接状態を示す断面図である。 更に別の圧接状態を示す断面図である。 メス側係合部材のバネアーム部とオス側係合部材の内側壁面との圧接状態を示す断面図である。 メス側係合部材のバネアーム部とオス側係合部材の内側壁面との別の圧接状態を示す断面図である。 本発明のコネクタ構造Bを示す分解斜視図である。 切欠きリング体を示す平面図である。 コネクタ構造Bのメス側係合部材(切欠きリング体)とオス側係合部材(柱状突起)を係合する状態を示す概略図である。 柱状突起が切欠きリング体で保持された状態を示す概略図である。 別のコネクタ構造Bを示す平面図である。 更に別のコネクタ構造Bを示す平面図である。 本発明のコネクタ構造Cを示す分解斜視図である。 タブ片を用いてメスコネクタとオスコネクタを組付けた状態を示す一部断面図である。 フックを用いてメスコネクタとオスコネクタを組付けた状態を示す一部断面図である。 タブ片を用いた別の組付け状態を示す一部断面図である。 フックを用いた別の組付け状態を示す一部断面図である。
符号の説明
A,B,C コネクタ構造
,B,C メスコネクタ
,B,C オスコネクタ
,B,C フレキシブル回路基板
,B,C メス側係合部材
,B,C 回路基板
,B,C オス側係合部材
D メス端子部
E オス端子部
1 絶縁フィルム
1a パッド部形成面
1b パッド部形成面と反対側の面
2 パッド部
3 導体回路パターン
4 第1貫通孔
5 小孔
6 第2貫通孔
6a 棚状部
7 バネアーム部(弾性変形部)
7a くさび状の切り込み
7b 支点
7c バネアーム部7の外側壁面
7d 突出部
8 凸部
9 接続ピン
9a 接続ピン9の先端部
9b 接続ピン9の腹部
10 収納部
11 引出し用切り欠き部
12 凹部
13a 枠状体Aの内側壁面
13b 突出部
14 切り欠きリング体
14a 切り欠きリング体14の基部
14b 切り欠き部
14c リング孔
14d 切欠き
14e デーパ面
15 柱状突起(オス側係合部材)
15a 柱状突起15の先端部
15b 柱状突起15の腹部
16 ガイド孔
17 柱状突起(オス側係合部材)
18 接着材層
19 タブ
20 フック
20a フック20の係止部
21 高さ調整材
22 貫通孔

Claims (24)

  1. 可撓性を有する絶縁フィルム、前記絶縁フィルムの片面に形成された複数のパッド部、前記パッド部から引出された導体回路パターン、前記パッド部の面内で前記絶縁フィルムの厚み方向に形成された第1貫通孔、および前記第1貫通孔と同軸的に連通して前記パッド部の面内に形成された小孔から成るメス端子部を有するフレキシブル回路基板、ならびに、前記フレキシブル回路基板の前記パッド部の形成面と反対側の面に固定配置された箔状体であって、前記メス端子部の前記第1連通孔と同軸的に連通して前記箔状体の厚み方向に形成された前記第1貫通孔よりも大きい第2貫通孔を有するメス側係合部材を備えるメスコネクタと、
    絶縁基材、前記絶縁基材の片面の前記メス端子部と対応する位置に突設して形成された接続ピン、および前記接続ピンの基部から引出された導体回路パターンから成るオス端子部を有する回路基板、ならびに、前記回路基板の前記接続ピンの形成面と同じ面に固定配置され、前記メスコネクタの前記メス側係合部材と係合するオス側係合部材を備えるオスコネクタとを組付けて成るコネクタ構造であって、
    前記メス側係合部材は、
    それぞれの前記メス端子部とその近傍に位置する前記フレキシブル回路基板の部分がそれぞれの前記第2貫通孔の面内に位置し、かつ、前記フレキシブル回路基板の他の部分と前記メス側係合部材が一体化した状態で、前記フレキシブル回路基板に固定配置されていることを特徴とするコネクタ構造。
  2. 前記メス側係合部材と前記オス側係合部材のそれぞれは、前記メス端子部と前記オス端子部を接続することができるような所定の位置関係を保持した状態で前記フレキシブル回路基板および前記回路基板に固定配置されている請求項1のコネクタ構造。
  3. 前記メス側係合部材と前記オス側係合部材のいずれか一方、または双方は、係合時における他方に対する位置決めガイド機能と係合後における他方に対する保持機能を発揮する請求項1または2のコネクタ構造。
  4. 前記メス側係合部材は、前記第2貫通孔の外側に前記箔状体の一部として形成された弾性変形部を有している請求項1〜3のいずれかのコネクタ構造。
  5. 前記メス側係合部材は、その長手方向または幅方向に、各列の前記第2貫通孔を一括して包含する形状に形成された溝を有する請求項1〜4のいずれかのコネクタ構造。
  6. 前記メスコネクタと前記オスコネクタの組付け時には、
    前記オス端子部の前記接続ピンが前記メス端子部の前記第1貫通孔に前記パッド部の形成面の方から前記小孔を介して挿入されて、前記パッド部とそれが形成されている箇所の前記絶縁フィルムが前記接続ピンの挿入方向に撓み、前記パッド部と前記絶縁フィルムの弾性により、前記パッド部が前記接続ピンに圧接され、
    前記メスコネクタの前記メス側係合部材が前記オスコネクタの前記オス側係合部材に係合されて、前記メス側係合部材の前記弾性変形部が、その弾性変形に基づく弾発力によって前記オス側係合部材に圧接して、前記メス側係合部材と前記オス側係合部材との間の保持機能を発揮している請求項4または5のコネクタ構造。
  7. 前記接続ピンが、前記第1貫通孔よりも大径で、かつ前記第2貫通孔よりも小径である請求項1〜のいずれかのコネクタ構造。
  8. 前記接続ピンが、先端部と前記先端部より基端側の腹部とを有し、前記先端部が、前記腹部よりも大径である請求項のコネクタ構造。
  9. 前記メス側係合部材の前記第2貫通孔には、前記第1貫通孔と同径の内径を有し、かつ前記第2貫通孔と同径の外径を有する円環形状の樹脂弾性体が配置されている請求項1〜のいずれかのコネクタ構造。
  10. 前記樹脂弾性体が、JISK6253で規定するゴム硬度100以下のシリコーン樹脂の硬化物から成る請求項のコネクタ構造。
  11. 前記メス側係合部材の前記弾性変形部が、前記箔状体の両側部に、前記箔状体の長手方向に沿って狭幅となるくさび形状の切り込みを入れて形成されたバネアーム部であり、
    前記オス側係合部材が、前記接続ピンを部分的に囲撓して成り、前記メス側係合部材を収納する収納部と前記フレキシブル回路基板を引出すための引出し用切欠き部を有する枠状体であり、
    前記メス側係合部材と前記オス側係合部材の係合時に、前記バネアーム部の外側壁面が前記枠状体の両側部における内側壁面と圧接して前記メス側係合部材と前記オス側係合部材との間の保持機能を発揮する請求項のコネクタ構造。
  12. 前記バネアーム部の外側壁面が下部に突出部を有する段差形状になっており、かつ前記枠状体の内側壁面が上部に突出部を有する段差形状になっている請求項11のコネクタ構造。
  13. 前記メス側係合部材の幅方向の所望する位置には少なくとも1個の凸部または凹部が形成され、かつ前記オス側係合部材には前記メス側係合部材と前記オス側係合部材を係合する際に前記凸部または凹部と嵌合する凹部または凸部が形成されて、前記メス側係合部材と前記オス側係合部材の係合時における前記メス側係合部材に対する位置決めガイド機能を発揮する請求項1〜12のいずれかのコネクタ構造。
  14. 前記メス側係合部材の前記弾性変形部が、前記メス側係合部材に一体的に形成された切欠きリング体であり、
    前記オス側係合部材が、前記切欠きリング体の内径よりも大径の柱状突起であり、
    前記メス側係合部材と前記オス側係合部材の係合時に、拡径した前記切欠きリング体の復元力により、前記切欠きリング体が前記柱状突起に圧接されている請求項のコネクタ構造。
  15. 前記柱状突起の高さが前記切欠きリング体の厚みより大きく、かつ先端部は基端側よりも大径になっており、前記切欠きリング体の内壁には、下端部が前記柱状突起の前記先端部よりも大径であるテーパ面が形成されている請求項14のコネクタ構造。
  16. 前記フレキシブル回路基板における前記パッド部の形成面以外の面の全部もしくは一部または前記回路基板における前記接続ピンの形成面以外の面の全部もしくは一部には接着剤層が形成され、
    前記オス端子部の前記接続ピンが前記メス端子部の前記第1貫通孔に前記パッド部の形成面の方から前記小孔を介して挿入されて、前記パッド部とそれが形成されている箇所の前記絶縁フィルムが前記接続ピンの挿入方向に撓み、前記パッド部と前記絶縁フィルムの弾性により、前記パッドが前記接続ピンに圧接され、かつ、
    前記メスコネクタと前記オスコネクタが前記接着剤層を介して接着されている請求項1〜3のいずれかのコネクタ構造。
  17. 前記オスコネクタの前記オス側係合部材の上面にタブ片が配設され、前記タブ片で、前記メスコネクタの前記メス側係合部材の上面を押圧することによって前記オスコネクタと前記メスコネクタが組付けられている請求項1〜16のいずれかのコネクタ構造。
  18. 前記オスコネクタにおける前記絶縁基材の周縁部の上面に、高さ調整材を介してタブ片が配設され、前記タブ片で、前記メスコネクタの前記メス側係合部材の上面を押圧することによって前記オスコネクタと前記メスコネクタが組付けられている請求項14または15のコネクタ構造。
  19. 前記メスコネクタにおける前記メス側係合部材の周縁部には、先端に係止部を有し、下方に伸びるフックが配設され、前記フックの前記係止部で、前記オスコネクタの前記回路基板の下面を抱持することによって前記オスコネクタと前記メスコネクタが組付けられている請求項1〜18のいずれかのコネクタ構造。
  20. 前記オス側係合部材が固定配置される前記オスコネクタの回路基板は、フレキシブル回路基板またはリジッド回路基板である請求項1〜19のいずれかのコネクタ構造。
  21. 請求項1〜20のいずれかのコネクタ構造で使用されるメスコネクタ。
  22. 請求項1〜20のいずれかのコネクタ構造で使用されるオスコネクタ。
  23. 請求項21のメスコネクタを備えているフレキシブル回路基板。
  24. 請求項22のオスコネクタを備えているフレキシブル回路基板またはリジッド回路基板。
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